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Simulation CFD externe de Data center, étude de l’impact du vent

L’étude approfondie d’EOLIOS a permis de compléter l’évaluation des risques, d’optimiser la conception et d’optimiser la consommation énergétique du data center.

  • Client :

  • Pays : France

  • Année : 2021

  • Typologie : Data Center

Description de l’étude CFD

Les datacenters sont des sites où la densité d’extraction de calories est très élevée. La mutualisation des systèmes, la superposition de halls serveurs, l’augmentation de puissance continu des racks de serveurs conduit à une dissipation extrêmement élevée des calories en toiture. La surface de dissipation étant contrainte par les dimensions du bâtiment, il en résulte une concentration très élevée de systèmes en toiture entraînant un risque important de pertes de puissance, voir de mise en défaut en cascade des systèmes lors de condition climatique extrêmes.

Les études CFD d’EOLIOS Ingénierie en phase de conception, en relation avec les équipes de IMOGIS, ont permis d’étudier et de valider les schémas directeurs d’implantation des aérorefroidisseurs en toiture en relation avec le positionnement des CTA, splits systèmes et autres organes de sécurités.

Synthèse vidéo de coupe de température CFD

Résultats de simulation CFD – Coupe des vitesses d’air

D’après les études climatiques du site, pour un vent défavorable d’été l’étude des panaches thermiques générés par les groupes électrogènes concluaient à une très forte perturbation des aérorefroidisseurs, voir à une potentielle mise en défaut de ceux-ci. Le design des puits aérauliques d’extraction a pu être revu afin de supprimer les phénomènes thermo aérauliques néfastes à l’origine de ces problématiques.

Dans un second temps, les études se sont concentrées sur le suivi du rejet des fumées de combustions des moteurs de groupes électrogènes, cela en fonction du positionnement des prises d’air des CTA de bureau. L’objectif étant de supprimer le risque de pollution de l’air d’admission des bureaux. Une optimisation du positionnement des entrées d’air à ainsi pu être réalisé.

Enfin, il est maintenant connu que les panaches thermiques de data center peuvent influencer sur une centaine de mètre les températures locales de l’air. A ce titre, plusieurs bâtiments et leurs systèmes ont été modélisé de manière à vérifier l’influence des rejets thermiques des bâtiments existant et en construction. Les niveaux de risques de perturbation ont pu être établie en relation avec les études climatiques de site.

Synthèse vidéo de l’analyse des panaches thermiques de deux data centers :

Illustration des panaches thermiques de site (+X °C par rapport à l’environnement) ; couleur vitesse d’air.

Cette analyse a permis d’étudier le panache d’échappement d’une série de générateurs de secours pour un centre de données. L’objectif était de déterminer si les gaz d’échappement contamineraient l’air d’alimentation de l’équipement de refroidissement dans le centre de données et l’immeuble de bureaux adjacent. En suivant les particules de NOx dans l’air chaud évacué, il a été déterminé que l’équipement CVC était toujours alimenté en air pur pour les orientations de vents les plus défavorables.

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